(57)【要約】【課題】部品接続部の面積を増加させること無く信号部を伝わる電気信号のノイズを低減できるプリント配線板を提供する。【解決手段】グランド部１４の一部１４ａおよび部品接続部１２を除いて、少なくとも信号部１３を覆うように絶縁層を配置し、信号部１３の一部１３ａ上の絶縁層を覆うように導電層２１を配置し、グランド部１４の一部１４ａにおいて、導電層２１をグランド部１４に電気的に接続し、信号部１３の一部１３ａとその上方に配置された絶縁層および導電層２１とで形成されるコンデンサに信号部１３を伝わるノイズを吸収させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板（１１）と、
前記絶縁基板（１１）に配置され、複数の接続端子（１７ａ、３１ａ）を備える電子部品（１７、３１）と、
前記絶縁基板（１１）に形成され、前記複数の接続端子（１７ａ、３１ａ）に電気的に接続される複数の部品接続部（１２）と、
前記複数の部品接続部（１２）の少なくとも１つと一体に形成され、前記接続端子（１７ａ、３１ａ）を電気的に接地するグランド部（１４）と、
前記複数の部品接続部（１２）のうち、前記グランド部（１４）と一体に形成された前記部品接続部（１２）を除く他の前記部品接続部（１２）と一体に形成され、前記接続端子（１７ａ、３１ａ）へ入出力される電気信号を伝送する信号部（１３）とを備え、
前記信号部（１３）は前記部品接続部（１２）よりも幅が狭い線形状をしており、
前記部品接続部（１２）を除いて、少なくとも前記信号部（１３）を覆うように絶縁層（２０）を配置し、
前記信号部（１３）の上の前記絶縁層（２０）を覆うように導電層（２１）を配置し、
前記導電層（２１）を前記グランド部（１４）に電気的に接続したことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記絶縁層（２０）は、前記部品接続部（１２）の他に前記グランド部（１４）の少なくとも一部を除いて配置されており、
前記絶縁層（２０）が配置されない前記グランド部（１４）の少なくとも一部（１４ａ）において、前記導電層（２１）を前記グランド部（１４）に直接接触させて電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記導電層（２１）を閉じたループ形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記導電層（２１）と前記グランド部（１４）とで閉じた１つのループ形状を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器に使用されるプリント配線板に関するもので、さらに詳しくはノイズを低減する対策を施したプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、絶縁基板上に形成した信号部、グランド部および部品接続部上に絶縁層および導電層を配置してノイズを低減しているプリント配線板がある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のプリント配線板１０は、図１５（ａ）の断面図に示すように、絶縁基板１１上に部品接続部１２、信号部１３およびグランド部１４を形成している。
【０００４】
そして、部品接続部１２、信号部１３およびグランド部１４のうち、グランド部１４の一部１４ａと部品接続部１２の一部１２ａを除いて絶縁層２０を配置し、絶縁層２０上に導電層２１を配置している。そして、導電層２１はグランド部１４の一部１４ａでグランド部１４に電気的に接続している。
【０００５】
図１５（ｂ）は、特許文献１のプリント配線板１０の平面図で、図中斜線部が絶縁層２０上の導電層２１を示しており、この導電層２１は部品接続部１２の一部１２ａを除いて部品接続部１２、信号部１３およびグランド部１４の上方を覆っている。
【０００６】
これによると、部品接続部１２の一部１２ｂと、その上方を覆っている絶縁層２０および導電層２１とでコンデンサが形成される。このコンデンサが部品接続部１２を伝わるノイズを吸収するパイパスコンデンサとして機能し、ノイズを低減することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２７９５７１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１のプリント配線板では、部品接続部１２の一部１２ｂと、その上の絶縁層２０および導電層２１とでバイパスコンデンサを形成している。
【０００９】
このため、部品接続部１２にはハンダ等で電子部品を取付ける部分１２ａに加えて、パイパスコンデンサを形成する部分１２ｂが必要となり、部品接続部１２の面積が増えてしまい、プリント配線板１０が大型化するという問題がある。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、部品接続部の面積を増加させること無く電気信号のノイズを低減できるプリント配線板を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、絶縁基板（１１）と、絶縁基板（１１）に複数の接続端子（１７ａ、３１ａ）を備える電子部品（１７、３１）を配置し、絶縁基板（１１）に複数の接続端子（１７ａ）と電気的に接続される複数の部品接続部（１２）を形成し、
複数の部品接続部（１２）の少なくとも１つと一体に形成され、接続端子（１７ａ、３１ａ）を電気的に接地するグランド部（１４）と、複数の部品接続部（１２）のうちグランド部（１４）と一体に形成された部品接続部（１２）を除く他の部品接続部（１２）と一体に形成され、接続端子（１７ａ、３１ａ）へ入出力される電気信号を伝送する信号部（１３）とを備え、
信号部（１３）は部品接続部（１２）よりも幅が狭い線形状をしており、
部品接続部（１２）を除いて、少なくとも信号部（１３）を覆うように絶縁層（２０）を配置し、信号部（１３）上の絶縁層（２０）を覆うように導電層（２１）を配置し、導電層（２１）をグランド部（１４）に電気的に接続したプリント配線板を特徴としている。
【００１２】
これによると、部品接続部（１２）よりも幅が狭い線形状の信号部（１３）と、その上方を覆うように配置された絶縁層（２０）と、グランド部（１４）に接続された導電層（２１）とでコンデンサが形成される。このコンデンサは、信号部（１３）を伝わる電気信号のノイズを吸収するバイパスコンデンサとして機能するため、接続端子（１７ａ、３１ａ）へ入出力される電気信号中のノイズを低減することができる。
【００１３】
また、部品接続部（１２）上を除いて絶縁層（２０）および導電層（２１）を配置したので、部品接続部（１２）の面積を電子部品（１７、３１）の接続端子（１７ａ、３１ａ）を接続するのに必要な最小の面積とすることができる。これにより、絶縁基板（１１）の大型化を防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、絶縁層（２０）は部品接続部（１２）の他にグランド部（１４）の少なくとも一部を除いて配置されており、
絶縁層（２０）が配置されないグランド部（１４）の少なくとも一部（１４ａ）において、導電層（２１）をグランド部（１４）に直接接触させて電気的に接続したプリント配線板を特徴としている。
【００１５】
これによると、絶縁層（２０）が配置されないグランド部（１４）の少なくとも一部（１４ａ）で導電層（２１）をグランド部（１４）に直接接触させて電気的に接続し、導電層（２１）を電気的に接地することができる。
【００１６】
そのため、導電層（２１）を電気的に接地するための特別な作業工程無しで導電層（２１）を容易にグランド部（１４）に接続して電気的に接地することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によると、請求項１または２において、導電層（２１）を閉じたループ形状としたプリント配線板を特徴としている。
【００１８】
ところで、絶縁基板（１１）上にクロック信号のような交流信号を発生する電子部品（１７、３１）が配置されている場合には、交流信号に起因したノイズ信号が発生する恐れがある。このノイズ信号により部品内部や信号部（１３）に電流が流れると交流磁界が発生し、この交流磁界に起因する磁気ノイズにより他の部品の作動に影響を与える恐れがある。
【００１９】
しかし、請求項３によると、導電層（２１）を閉じたループ形状にしているため、ループ内に絶縁基板（１１）の板厚方向に貫通する交流磁界が発生しても、ループ状の導電層（２１）に交流磁界を相殺するように電流が流れ、磁気ノイズを低減することができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１または２において、導電層（２１）と、グランド部（１４）とで閉じた１つのループ形状を形成しても、請求項３と同様に磁気ノイズを低減することができる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態のプリント配線板１０の平面図であり、このプリント配線板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に形成された部品接続部１２、信号部１３、グランド部１４および電源部１５と、絶縁基板１１に配置された接続端子１７ａを有する電子部品１７とを備えている。
【００２４】
絶縁基板１１は、板形状をしておりガラスエポキシ材等の絶縁材を材質としている。なお、本発明の実施にあたり、ポリエステルやポリイミドなどのフィルムからなるフレキシブル基板を採用してもよい。
【００２５】
部品接続部１２、信号部１３、グランド部１４および電源部１５は、これらの配線パターンを回路設計に基づいて絶縁基板１１上の銅箔をエッチングすることにより形成される。
【００２６】
部品接続部１２は、絶縁基板１１に電子部品１７の接続端子１７ａを電気的に接続するための導体部分であり、ドーナツ（二重丸）形状をしている。そして、部品接続部１２の内円の位置には、絶縁基板１１を貫く孔であるスルーホール１６が配置されている。
【００２７】
この部品接続部１２と、スルーホール１６と、接続端子１７ａを備えた電子部品であるコネクタ１７との接続関係については後述する。
【００２８】
信号部１３は線形状をしており部品接続部１２と一体に形成される。この信号部１３は、ＣＰＵ２６等の情報処理手段からコネクタ１７の接続端子１７ａへ入出力される電気信号を伝送する（図５参照）。
【００２９】
グランド部１４も信号部１３と同様に線形状をしており、部品接続部１２と一体に形成される。このグランド部１４は電気的に接地されており、従って部品接続部１２と電気的に接続されているコネクタ１７の接続端子１７ａも接地される。また、本実施形態のグランド部１４は、後述の導電層２１と電気的に接続する部分１４ａにおいて、線形状よりも幅が広い形状となっている。
【００３０】
電源部１５も、信号部１３およびグランド部１４と同様に線形状をしており部品接続部１２と一体に形成される。この電源部１５は、図示しない電源装置などから供給される電気を部品接続部１２を通じてコネクタ１７の接続端子１７ａへ給電し、さらにはコネクタ１７に接続される電子部品などに給電する。
【００３１】
ところで、絶縁基板１１上の部品接続部１２にコネクタ１７の接続端子１７ａを電気的に接続するためには、一般的には軟ろうを用いてろう接する。本実施例では、軟ろうにハンダ１８を使用して部品接続部１２に接続端子１７ａを電気的に接続している（以下ハンダ付という）。
【００３２】
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示しており、コネクタ１７が絶縁基板１１に接続されている。具体的には、ピン形状のコネクタ１７の接続端子部１７ａを絶縁基板１１に配置されたスルーホール１６に図中下から上へ向かって挿入し、ハンダ付により絶縁基板１１の図中上面に形成されている部品接続部１２に電気的に接続する。それによりコネクタ１７は物理的にも絶縁基板１１に固定される。
【００３３】
また、ソルダレジスト層１９が部品接続部１２を除いて絶縁基板１１を覆っている。ソルダレジスト層１９は、ハンダ付の際に部品接続部１２以外にハンダ１８が付着しにくくし、かつ高温のハンダ１８により絶縁基板１１が破損しないようにするためものである。
【００３４】
ソルダレジスト層１９は絶縁性と、高温のハンダ１８が付着しても変質しない耐熱性を備えた樹脂材であり、部品接続部１２およびグランド部１４の一部１４ａを除いて、例えばスクリーン印刷等により形成される
さらに、図中左右に位置するソルダレジスト層１９上には、部品接続部１２近傍でソルダレジスト層１９が表層となるように絶縁層２０が配置される。絶縁層２０はプリント配線板１０上の絶縁性を確実にしており、樹脂絶縁材料を含むペーストをスクリーン印刷することにより形成される。なお、絶縁層２０の厚さは、数十μｍ程度である。
【００３５】
また、信号部１３の一部１３ａ上の絶縁層２０およびグランド部１４の一部１４ａを覆うように導電層２１が配置される。図１中の斜線部は絶縁基板１１上において、導電層２１が配置された領域を示しており、導電層２１は略Ｏ字形状の閉ループで形成される。
【００３６】
導電層２１は、導電性ペーストをスクリーン印刷して形成されており、導電性ペーストは、主に樹脂のバインダと導電粉で形成されている。なお、導電粉の粒径が大きいほど導電層２１の膜厚寸法を大きくしなければ、導電層２１の安定した導電性を確保することが困難となるため、この点を考慮して導電粉の粒径および導電層２１の膜厚寸法は設定されている。本実施形態では導電粉に銅の微粒子を用いているが、これに限定されるものではない。
【００３７】
また、絶縁層２０および導電層２１を覆うようにオーバーコート層２２が配置されている。オーバーコート層２２は、絶縁層２１と同様に樹脂絶縁材料を含むペーストをスクリーン印刷することにより形成され、主としてユーザー等が導電層２１に触れてしまうことを防止するためのものである。
【００３８】
図３は、図１のＢ−Ｂ断面を示しており、図２と同様にコネクタ１７が絶縁基板１１に接続されている。そして、部品接続部１２上を除いてソルダレジスト層１９が信号部１３および電源部１５を覆うように配置され、信号部１３および電源部１５上のソルダレジスト層１９には、図２と同様に絶縁層２０、導電層２１およびオーバーコート層２２が配置される。
【００３９】
図４は、図１のＣ−Ｃ断面を示しており、図２、図３と同様にコネクタ１７が絶縁基板１１に接続されている。そして、信号部１３上では図２、図３と同様にソルダレジスト層１９、絶縁層２０、導電層２１、オーバーコート層２２が配置される。
【００４０】
一方、グランド部１４上では、部品接続部１２およびグランド部１４の一部１４ａを除いてソルダレジスト層１９および絶縁層２０が配置される。そして、導電層２１をグランド部１４の一部１４ａ上に配置して、グランド部１４と導電層２１を電気的に接続している。従って、導電層２１はグランド部１４と同電位、すなわち電気的に接地している。
【００４１】
図５は、本実施形態の回路の一部を示すもので、回路中には車両用電源２３、イグニッションスイッチ２４、５Ｖ定圧電源２５、ＣＰＵ２６、コンデンサ２７が備えられている。
【００４２】
イグニッションスイッチ２４がＯＮすると車両用電源２３から５Ｖ定圧電源２５に給電され、さらに５Ｖ定圧電源２５からＣＰＵ２６に給電される。ＣＰＵ２６は、ＣＰＵ２６に入力される電気信号を処理し、処理結果を電気信号として出力する。出力された信号は、ＣＰＵ２６とコネクタ１７の接続端子１７ａの間を繋ぐ信号部１３を伝わりコネクタ１７の接続端子１７ａに入力される。
【００４３】
なお、ＣＰＵ２６と接続端子１７ａとの間には、コンデンサ２７が配置されている。このコンデンサ２７は、ＣＰＵ２６から出力される信号の高周波分を吸収するものである。
【００４４】
次に、第１実施形態による作用効果を述べると、信号部１３の一部１３ａと、その上方を覆う絶縁層２０と、グランド部１４に接続され電気的に接地された導電層２１とでコンデンサが形成される。このコンデンサは、信号部１３を伝わるノイズを吸収するバイパスコンデンサとして機能するため、接続端子１７ａへ入出力される電気信号中のノイズを低減することができる。
【００４５】
ここで、本発明者はノイズ低減の効果を確認するために、図６に示す測定方法にてノイズ低減効果を測定した。この測定では、ＦＦＴアナライザ３０を使用して、グランド部１４に電気的に接続されるコネクタ１７の接続端子１７ａに取付けたグランドコード２９と、信号部１３に接続されるコネクタ１７の接続端子１７ａに取付けた信号コード２８とで電圧を測定した。この電圧とコネクタ１７に入力される信号電圧とでノイズを算出し、グラフ化したものを図７に示す。
【００４６】
図７の丸印のデータ（１）は本実施形態の回路（図５）での測定結果、三角印のデータ（２）は図８の回路での測定結果、四角印のデータ（３）は図９の回路での測定結果である。図８の回路は、図５の回路からコンデンサ２７を削除しており、図９の回路は図５の回路からからコンデンサ２７および導電層２１を削除したノイズ対策を一切行っていない回路である。
【００４７】
なお、図７の測定結果は４０個の接続端子（図中Ａ１〜Ａ４０）の測定結果であるが、図１では図面の簡略化のために接続端子１２を１０個で図示している。図７に示す測定結果は、値が大きいほどノイズが大きいことを示しており、データ（１）の本実施形態のノイズは、ノイズ対策を行っていないデータ（３）（図９の回路）に比して接続端子Ａ３０〜４０において特に顕著に低減している。
【００４８】
なお、データ（１）、（２）はほぼ同レベルのノイズの大きさであり、これは図５の本実施形態でのコンデンサ２７をコストダウンのために削減（図８）してもノイズ低減効果が失われないことを示している。
【００４９】
また、絶縁層２０が配置されないグランド部１４の一部１４ａ上に導電層２１を配置しているので、導電層２１を特別な作業工程無しでグランド部１４に接続して電気的に接地することができる。
【００５０】
さらに、部品接続部１２上には絶縁層２０および導電層２１を配置しないので、部品接続部１２の面積をコネクタ１７の接続端子１７ａを接続するのに必要な最小の面積とすることができる。これにより、絶縁基板１１の大型化を防ぐことができる。
【００５１】
さらにまた、例えば作業者がコネクタ１７（凹型）に接続される凸型コネクタを組付ける際などに接続端子１７ａに誤って触れてしまい体内に蓄積された静電気が放電してしまう場合がある。この場合、接続端子１７ａを通じて信号部１３を流れる静電気がこの信号部１３に接続された別の電子部品を破壊してしまう可能性がある。
【００５２】
しかし、本実施形態ではコネクタ１７の周りに導電層２１が配置されているので接続端子１７ａに静電気が放電されても、高電圧である静電気は信号部１３上の数十μｍの厚さの絶縁層２０の絶縁を破って導電層２１に流れる。それにより、信号部１３に接続されている別の電子部品が破壊されるのを防ぐことができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図１０、図１１に示す第２実施形態では、電子部品である面実装型ＣＰＵ３１の接続端子３１ａを絶縁基板１１上の部品接続部１２にハンダ付している。第１実施形態とは違い、絶縁基板１１にスルーホール１６が配置されておらず、部品接続部１２は方形をしている。
【００５４】
そして、第１実施形態と同様にソルダレジスト層１９、絶縁層２０を配置し、導電層２１は面実装型ＣＰＵ３１を囲むＯ字形状の閉ループに形成される。
ところで面実装型ＣＰＵ３１は、高周波信号としてのクロック信号を生成し、クロック信号やその高周波の周波数域のノイズ信号の発生源となり得るものである。このノイズ信号によりＣＰＵ３１内部や信号部１３をループするように電流が流れると交流磁界が発生し、この交流磁界に起因する磁気ノイズにより他の部品の作動に影響を与える恐れがある。
【００５５】
しかし、本実施形態では導電層２１を閉じたループ形状に配置しているため、ループ内に絶縁基板１１の板厚方向に貫通する交流磁界が発生しても、ループ状の導電層２１に交流磁界を相殺するように電流が流れ、磁気ノイズを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では図面の簡略化のために信号部１３はループ形状の配線パターンではないが実際は電流がループするような配線パターンとなってしまうことがある。
【００５７】
また、本実施形態においても第１実施形態と同様に信号部１３を伝わる信号中のノイズの低減、部品接続部１２が大きくなることに伴う絶縁基板の大型化および組付け時の静電気による電子部品の破壊を防止することができるのは当然である。
【００５８】
（第３実施形態）
図１２に示す第３実施形態は、第２実施形態とほぼ同様の形態であるが導電層２１がＣＰＵ３１を囲むＯ字形状の閉ループではなく、図中左上部で切断された略Ｃ字形状をしており、その導電層２１の切断部を接ぐようにグランド部１４を配置している。そして、導電層２１とグランド部１４は絶縁層２０が配置されないグランド部１４の一部１４ａで電気的に接続している。
【００５９】
これによると、導電層２１とグランド部１４とで閉じた１つのループ形状を形成するため、第２実施形態と同様にループ内に絶縁基板１１の板厚方向に貫通する交流磁界が発生しても、ループ状の導電層２１とグランド部１４に交流磁界を相殺するように電流が流れ、磁気ノイズを低減することができる。
【００６０】
また、本実施形態においても第１、第２実施形態と同様に信号部１３を伝わる信号中のノイズの低減、部品接続部１２が大きくなることに伴う絶縁基板の大型化および組付け時の静電気による電子部品の破壊を防止することができるのは当然である。
【００６１】
（第４実施形態）
図１３、１４に示す第４実施形態では、絶縁基板１１の図中上面に信号部１３を形成し、第１〜第３実施形態と同様に信号部１３上にソルダレジスト層１９、絶縁層２０、導電層２１、オーバーコート層２２を配置している。そして、第１〜第３実施形態とは異なり、絶縁基板１１に貫通孔であるビアホール３２を配置し、図中下面に部品接続部１２を形成している。
【００６２】
ビアホール３２は、孔内が導電材料にてめっきされており図中上面の信号部１３と図中下面の部品接続部１２を電気的に接続している。そして部品接続部１２には、第２、第３実施形態と同様に面実装型ＣＰＵ３１がハンダ１８にて接続されている。
【００６３】
これにより、絶縁基板１１の図中上面に面実装型ＣＰＵ３１を配置する空間が無い場合でも、絶縁基板１１の図中下面に部品接続部１２を形成して面実装型ＣＰＵ３１を配置することができる。
【００６４】
また、本実施形態においても第１〜３実施形態と同様に信号部１３を伝わる信号中のノイズの低減、部品接続部１２が大きくなることに伴う絶縁基板の大型化、組付け時の静電気による電子部品の破壊および磁気ノイズを防止することができるのは当然である。
【００６５】
さらに、第２、第３実施形態と同様に磁気ノイズを低減することができるのも当然である。
【００６６】
（他の実施形態）
第１〜第４実施形態では、ソルダレジスト層１９上に絶縁層２０を配置する例を示したがソルダレジスト層１９を絶縁層２０として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の要部の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】第１実施形態の回路の一部を示した回路図である。
【図６】ノイズの測定方法を示した斜視図である。
【図７】図５のノイズの測定結果を示した図である。
【図８】図７の測定結果中のデータ（２）の回路図である。
【図９】図７の測定結果中のデータ（３）の回路図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の要部の平面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るプリント配線板の要部の平面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るプリント配線板の要部の平面図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ断面図である。
【図１５】（ａ）は、特許文献１のプリント配線板の断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１１…絶縁基板、１２…部品接続部、１３…信号部、１３ａ…信号部の一部、１４…グランド部、１４ａ…グランド部の一部、１７…コネクタ（電子部品）、１７ａ、３１ａ…接続端子、２０…絶縁層、２１…導電層、３１…面実装型ＣＰＵ（電子部品）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005019553.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005019553.tif 000012
【図１１】
2005019553.tif 000013
【図１２】
2005019553.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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